食品中农药残留的检测技术 林辉

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3.3 高效液相色谱法HPLC
高效液相色谱法也是一种传统检测方法, 可以分离检测 高效液相色谱法也是一种传统检测方法 极性强、分子量大的离子型农药 尤其适用于高沸点 离子型农药, 高沸点、 极性强、分子量大的离子型农药 尤其适用于高沸点、热 稳定性差、相对分子质量大、 稳定性差、相对分子质量大、不易气化或受热易分解农药 的检测。 的检测。由于受热易分解或失去活性的物质不能直接使用 或不适合用气相色谱(G 分析, 或不适合用气相色谱 C) 分析 从而推动液相色谱技术 的发展。 的发展。
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2. 样品的前处理
提取和净化是前处理部分,样品前处理不仅要 求尽可能完全提取其中的待测组分,还要尽可能除 去与目标物同时存在的杂质,避免对色谱柱和检测 器等的污染,减少对检测结果的干扰,提高检测的灵 敏度和准确性。
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2.1 常用样品制备技术
溶剂萃取 微波萃取 固相萃取
食品中农药残留的检测技术
汇报人：林辉 2010年12月22日
TIPS
农药残留分析概述 样品的前处理 经典检测技术 快速检测方法 农药残留检测的发展前景
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1. 农药残留分析概述 农药残留的分析一般过程为: 提取→净化→检测
提取是将样品中的农药溶解分离出来的操作 步骤。 步骤。 净化的基本原理主要为液一液作用， 净化的基本原理主要为液一液作用，液一固 作用， 液一气作用及化学反应。 作用， 液一气作用及化学反应。 检测是指利用仪器检测样品中的农药残留。 检测是指利用仪器检测样品中的农药残留。
样品制备
衍生化 超临界萃取
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固相微萃取
2.2 固相萃取SPE
SPE ：Solid Phase Extraction
是一种液相色谱分离，利 用固体吸附剂将液体样品 中的目标化合物与干扰化 合物分离，达到分离和富 集目标化合物的目的。
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2.3 固相微萃取SPME
不是将待测物质全部分离出来，而是通过 在样品与固相涂层间的平衡来达到分离。
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4.4.2 利用大型水蚤检测农药残留
该方法的原理是将蔬菜汁按ISO标准稀释，每个剂量 10个水蚤，测定24、48、96 h的实验结果，以实验水蚤 的心脏停止跳动作为最终死亡指标，测定半数致死浓度。
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4.4.3 利用家蝇检测农药残留 将高敏感性的家蝇置于菜汁中，4~5 h后家蝇死亡率 10%以下即定为合格农产品。 该方法的优点是对产品中 各种有毒物质均可进行测定，无需仪器，无需前处理，灵 敏度比较高。
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5 农药残留测定方法的发展前景
目前的研究方向集中在开发新的检测产品和技术，努 力使快速检测向简便、快捷、灵敏度高的方向发展。 一方面是将生物技术与现代化技术相结合，新的分析 技术将涉及细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结 构等多学科知识。 例如，不断完善的免疫芯片技术，使 农药残留的快速、高通量检测成为可能。 另一方面加强农药残留降解技术的研究。 此外还积 极开发生产高效、低毒和易于降解的农药或生物农药，使 农药残留最大限度地减少。 所有这些研究都预示着快速 检测技术将向新的高度推进。
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4.3 生物传感器
生物传感器是将传感器技术与农药免疫分析技术相结 合而建立起来的检测方法。用固定化的生物体成分(酶、抗 原、抗体等)或者生物体本身(细胞、微生物等)为敏感元件, 再与适当的能量转换器结合而成器件。 传感器的生物敏感层与复杂样品中特定的目标分析 物之间的识别反应会产生一些物理化学信号的变化,这些变 化通过不同原理的传感器转换成次级信号(通常为电信号), 经放大后显示或记录下来,通过分析信号对待测物进行定性 和定量检测。 生物传感器是将化学量转化为其他可测量的物理量, 是集生物化学、生物工程、电化学、材料科学和微型制造 技术于一体。
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高效液相色谱HPLC流程示意
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3.4 液相色谱-质谱联用法LC-MS
液相色谱-质谱联用是利用内喷射式和粒子流式接口技 术将液相色谱和质谱联接起来的方法。LC在分离方面非常 有效,而MS允许分析物在痕量水平上进行确认和确证。 LC-MS对简单样品具有几乎通用的多残留分析能力,检测 灵敏度高,选择性好,定性定量可同时进行,结果可靠。主要 用于分析热不稳定、分子量较大、难于用气相色谱分析的 样品,是农药残留分析中很有力的一种方法。 由于高效液相色谱-质谱联用通过在常温条件下实现 择品的分离,就可以得到质谱鉴定所获取的参数,因此比气 相色谱-质谱联用技术的应用前景更为广泛。
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快速检测方法
酶抑制法 免疫分析法 生物传感器 活体检测
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4.1 酶抑制法
酶抑制检测法应用于检测蔬菜、水果或农产品中的有 机磷类和氨基甲酸酯类农药残留。 其原理是将乙酰胆碱 酯酶与蔬菜、水果或农产品提取液混合，以碘化乙酰硫代 胆碱(ATCHI)为底物，二硫双硝基苯甲酸(DTNB)为显色剂， 经过一定时间的反应后比色。 如果提取液中不含农药或 残留量极低，酶的活性就不被抑制，基质就会被水解，水 解产物与加入的显色剂产生颜色反应。 反之，加入的显 色剂就不显颜色或颜色变化很小。
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4.2.1 酶联免疫检测法(ELISA)
酶联免疫吸附测定技术(ELISA)是免疫技术与现代测试 手段相结合的一种超微量的测定技术。 其原理是通过在 合适的载体上，酶标限定量的抗原与未知抗原竞争固相抗 体结合位点，形成抗体复合物。 在一定底物参与下，复 合物上的酶催化底物使其水解氧化或还原成另一种带色物 质，由于酶的降解产物与显色成正比，因此可通过酶标仪 来测定，从而确定是否存在未知抗原及其含量。
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3 经典检测技术
气相色谱法GC 气相色谱-质谱联用法GC-MS 高效液相色谱法HPLC 液相色谱-质谱联用法LC-MS 超临界流体色谱法SFC
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3.1 气相色谱法Gas Chromatography,GC
气相色谱法是利用试样中各组分在气相和固定液一液 相间的分配系数不同, 当汽化后的试样被载气带人色谱柱 中运行时, 组分就在其中的两相间进行反复多次分配, 经过 一定的柱长后, 便彼此分离, 按顺序离开色谱柱进人检测器, 产生的离子流信号经放大后, 在记录器上描绘出各组分的 色谱峰。 气相色谱法具有操作简单， 分析速度快， 分离效能高， 灵敏度高，应用范围广， 可进行多残留分析等特点，但 一般不适用现场检侧, 沸点太高的物质或热稳定性差的物 质都难以应用气相色谱法进行分析。
方法：玻璃纤维浸入样品中→残留农药→ 扩散→吸附→平衡→取出玻璃纤维→洗脱→分 析。
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Biblioteka Baidu
关键：石英纤维上涂吸附剂 原则：目标化合物是非极性 时选择非极性涂层； 目标化合物是极性时 选择极性涂层。
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2.4 超临界萃取SFE
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2.5 微波萃取
吸收微波→细胞内部温度↑→细胞内部压力超 过细胞壁膨胀承受能力→细胞破裂→有效成分 自由流出。
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4.4 活体生物检测
4.4.1 利用发光细菌检测农药残留 发光细菌体内的荧光素在有氧时经荧光酶的作用会产生荧光， 但当受到某些有毒化合物的作用时发光会减弱，其减弱的程度与有毒 物的质量浓度呈一定的线性关系，利用这一特性对农药残留试样进行 测定。 该方法的特点是快速、简便、灵敏、价廉，是检测蔬菜中有机 磷农药残留的一种快速、有效的方法，经稍加改进还可应用于蔬菜以 外的农产品如水果、稻米中的毒物检测。
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3.5 超临界流体色谱法SFC
超临界流体色谱是以超临界流体为流动相的色谱分离检测技术, 可以使用各种类型的较长色谱柱, 可在较低温度下分析分子量较大、 对热不稳定和极性较强的化合物。 超临界流体（通常是c o2）具有气体和液体的双重性质, 粘度小、 传质阻力小、 扩散速度快, 分离能力和速度可与气相色谱相比，而其 密度、溶解力和速度又可与高效液相色谱相当, 这对于在含有脂肪的 食品中的农药残留分析具有重要意义。 SFC 以超临界流体为流动相, 对操作人员和环境无害, 保留时间 较短, 工作温度较低, 适于分析中等极性、热不稳定性化合物, 可以与 大部分G C 和H P优的检测器相连, 极大地拓宽了其应用范围。
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酶抑制法显色原理
水解
显色剂
无农药 显色
未水解
显色剂
有农药 不显色
加酶
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测定方法
取 样 提 取 抑制反应 取2g样品（非叶菜类取4g），切碎 加入20ml提取试剂 振荡1~2min 将上清液倒入试管中，静止3min， 加入50ul酶，3ml样品提取液，50ul 显色剂 倒入比色杯测定
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培 养
仪器测定
4.2 免疫分析法
免疫分析法(Immunoassay Analysis,IA)是利用抗原和 相应抗体在体外也能特异性结合的原理发展的一类特异性 强、灵敏度高、分析容量大、分析成本低、安全可靠的检 测方法[15]。是一种以抗体作为生物化学检测器,对化合物、 酶或蛋白质等物质进行定性和定量分析,将免疫反应与现 代测试手段相结合而建立的超微量测定技术。由于抗体是 专为抗原产生的,试验的专一性及亲和力强,因而方法灵敏 度高,同时它对提取净化的要求不是太高。
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气相色谱法气路系统
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3.2 气相色谱-质谱联用法GC-MS
气相色谱-质谱联用是将气相色谱仪和质谱仪串联起来 气相色谱 质谱联用是将气相色谱仪和质谱仪串联起来 作为一个整体的检测技术。 作为一个整体的检测技术。样本中的残留农药通过气相色 谱分离后,对它们进行质谱的从低质量数到高质量数的全 谱分离后 对它们进行质谱的从低质量数到高质量数的全 谱扫描。根据特征离子的质荷比和质量色谱图的保留时间 谱扫描。根据特征离子的质荷比和质量色谱图的保留时间 进行定性分析,根据峰高或峰面积进行定量 根据峰高或峰面积进行定量,不但可将目标 进行定性分析 根据峰高或峰面积进行定量 不但可将目标 化合物与干扰杂质分开,而且可区分色谱柱无法分离或无 化合物与干扰杂质分开 而且可区分色谱柱无法分离或无 法完全分离的样品。 法完全分离的样品。